智能制造的三个特质及三个挑战是什么（智能制造的三个特质及三个挑战包括）

工业4.0是智能制造的一种，通过物联网、大数据等数字技术整合客户和供应链合作伙伴，调整客户需求，节省资源，实现大规模定制生产。

迎接工业4.0智能制造的挑战

工业4.0是智能制造的一种，通过物联网、大数据等数字技术整合客户和供应链合作伙伴，调整客户需求，节省资源，实现大规模定制生产。德国于2010年提出“高科技战略2020”。2011年，德国科学技术研究院（ACATECH）推出工业4.0这个名称，并在2011年汉诺威工业博览会上名声大噪。

在德国政府国家政策的推动下，工业4.0成为继美国制造业回流之后全球最受关注的制造业问题。工业4.0被认为是相对于蒸汽机、电力和计算机的普及而言的第四次工业革命。在德国政府定义的工业发展史上，英国、美国、日本被列为前三个阶段的代表。德国在工业4.0中尽了自己的一份力量，并进行了适当的营销。它凝聚了强大的集体力量，2011年的势头明显领先于美国。所倡导的先进制造伙伴计划（AMP）进一步激发了各工业国家的危机意识。

本文从洞察工业4.0的本质出发，考察其对制造业客户价值创造过程的影响。

智能制造并不都是光鲜亮丽的

首先，我们认为德国政府将以日本为代表的工业3.0等同于计算机化，这是工业4.0被误解的重要原因。尽管日本的电子和汽车工业在20世纪80年代一度领先世界，但其竞争力并不在于计算机或电子元件，而在于日本受汽车工业影响的生产模式。因此，严格来说，工业3.0的TPS超过了计算机化、信息化。

2018年1月下旬，日本制造系统制造商NEC的高级智能制造专家Emi Kaneko在欢迎我们来访的报告中提出了几个重要观点。

“制造企业首先要整合自己的生产流程和供应商流程。只有充分利用IT，才能事半功倍！”

“协助客户企业明确引入物联网的目的比什么都重要！”

“物联网与云结合，看似很酷炫的时尚或潮流，但在制造现场实施起来，仍然显得很简单，需要务实！”包括这本书的四位作者在内的同事们一致认为，这是我们听过的最真实的智能制造报告。事实上，智能制造并不新鲜。 RFID和条形码是物联网，数据挖掘（Data Mining）就像大数据。日本在工业3.0上的领先，既不是信息工具，也不是MRP所代表的计算功能，而是最基本的、以客户为导向的标准化和流程。因此，如果你认为引入IT工具或者投资智能工厂就能盈利，你就是典型的把手段当目的的人，推广的意义就会大打折扣。

因此，对于运营商最关心的问题：“政府积极推动工业4.0的投资真的能收回来吗？”作者的回答相当明确：“这是一个没有答案的问题，因为工业4.0代表了数字技术的一种手段。”

我们认为，以价值创造为目的的工业4.0本质上是精益体系的延伸，是精益智能制造的一种。能否从客户价值的角度发展基于精益系统的解决方案业务并秉持开放精神，是工业4.0智能制造面临的最大挑战。

客户价值创造：MAKINO 与FANUC

源于丰田生产方式的精益体系提倡“为后加工而制造”和“均衡生产”。它本质上具有客户价值、精益流程、产出稳定可预测的特点。这些特点正是工业4.0所追求的。丰田坚持：（1）流程合理化后再计算机化；（2）用脑用心“改进”；（3）与供应商共同学习。这三种坚持也是决定智能制造成功的软实力。

相对而言，坚持现场主义的精益系统可能会忽视ICT技术的新智能能力。换句话说，ICT技术带来的制造业的快速变革、传感器的廉价和普及，让物联网提供了优秀的话题和有科学依据的解决问题的能力。让精益系统进一步强调客户价值与传感器数据采集和分析所创造的价值相结合，形成完全杜绝浪费、具有个性化定制精神的精益智能制造。这可能是工业4.0最重要的贡献。

近日，我们考察了日本大型机床制造商MAKINO（牧野铣床），并与该公司负责人高木幸久、吉场负责人龙明进行了非常深入的交流。我们发现牧野正在通过结合市场机会达到历史高峰。制造现场一线的精密系统和物联网应用体现了两者的互补性。我们观察到的特征包括：

1、关注并坚持核心技术（如主轴）的自主生产、精细化、验证和传承；

2、注重技术系统集成能力，集成方式以人员技术为主，软件工具应用为辅；

3、机对机软件开发以最务实的OEE（整体设备效率）为准则，不谈大数据等抽象项目；

4、现场装配进度、人员潜力开发、配套材料供应及供应商管理也采用同样的理念；

5、物联网和人工智能不仅不会取代人力，通过务实的分析和工作内容的细分，甚至可以利用家庭主妇等社会剩余人力来缓解少子老龄化的影响以满足旺季发展的灵活需求。

位于富士山脚下的发那科(FANUC) 提供了不同的思维方式。 FANUC就像一个王国，有39座工厂或研发大楼，我们在小振专家的带领下参观了其中的6座。坚持品质和保证服务是两大特点，因此几乎所有的人力都投入到技术开发和销售服务上，其他部门则竭尽全力不受限制地使用机器人等自动化设备。我们参观的机械加工、机器人装配和伺服电机装配都是上述概念的实际例子；他们非常聪明地推动工业机器人和数控控制器的结合。因此，小振表示，发那科的制造思路与丰田有很大不同，他们并没有推广TPS。在物联网方面，发那科坚持开放的观点，致力于自己擅长的控制、技术和机机部分。它无意参与云或大数据。

牧野的小批量、定制化等多样化的产品特点，与FANUC锁定了机器人、NC控制器等可批量生产的制造设备的核心或扩展单元。虽然类型差异很大，高客户价值带动高利润，但做法不同，结果相似。

创造价值的智能制造三大特征

发那科毕竟是特例，而松下最近的主张也很有代表性：高质量大规模制造的理念阻碍了日本制造企业的创新，基于客户的定制化和多样化小批量产品的趋势价值是创新的主流。产品数字化与物联网的结合日益普及，智慧社会已经出现。然而，当我们审视支撑智慧社会需求的产品制造现场本身时，物联网的价值创造应用具有三个特点：

首先，物联网代表了IT技术的应用已经达到了广泛，从1985年以MRP为代表的计算能力到2000年以ERP为代表的企业壁垒的跨越。物联网具备了把握变化的能力实时对企业内部和外部进行监控，区分个体企业的核心能力和公共财政的运营资源，从而规避网络风险，享受开放的创新环境。

其次，利用上一项获得的数据或结果来控制系统状态并追求优化。这里的优化代表了一个解决问题的过程。从客户价值的角度来看，也可以说是制造服务化或解决客户问题的软件过程。

第三，拿出解决方案。对于系统来说，它代表了一个可以根据条件变化自主调整以实现目标的过程。例如自动驾驶、自动故障排除、自动软件升级等。实体系统或组织之间的关系包括可靠性或信任关系等层面的解决机制。

开放式创新由加州大学伯克利分校亨利切斯布鲁教授提出，主张企业突破封闭的研发边界，与外界广泛共享创新材料和能源，以达到共享知识、共创市场的目标。当我们比较20年前势均力敌的日本半导体公司（如日本真空、佳能）和荷兰ASML时，现在的差距已经扩大了五倍多。开放式创新是主要原因。最近，FANUC主导的Field System和丰田汽车的自动驾驶开发都主张公开专利或开放网络等，采取开放式创新策略。这有其渊源。

在下一章中，我们将提出智能制造的基本3S（传感器、软件、解决方案）架构，即包括物理系统和网络系统的应用架构。正如我们将客户价值区分为可客观衡量的功能价值和反映客户使用过程的基于解决方案的价值一样，精益智能制造水平的一部分可以使用工具或指标来客观衡量，而其他部分则只能通过衡量客观地。由客户主观决定，即根据实际使用或体验结果。

实践智能制造的三大挑战

德国相关研究相继指出中小企业是工业4.0实施的最大瓶颈，日本中小企业也做出了相关研究结果。中小企业能力和人才的限制固然是一个重要原因。最大的关键是整个行业能否共同应对精益制造、智能制造三大理念变革的挑战。

第一，坚持后处理工序就是客户，注重对最终客户的贡献。从观察后处理过程的实际操作过程或对最终客户的贡献中，提出解决方案，追求双赢。包括物料管理、零部件加工、机器装配、产品运输、客户服务等，智能制造只有全面实施才能发挥作用。

二是坚持服务导向逻辑。客户价值并非来自产品性能，而是来自客户的使用价值或感知过程。重视客户价值的服务主导逻辑，是解决方案业务从销售产品转向提供解决方案的精神指标。

三是共同打造开放平台和信任机制。物联网时代，信息影响深远。只有开放，才能创造3S价值，才能把蛋糕做大、做好。只有通过信任，我们才能从信息共享走向价值共享，共同防止信息泄露和黑客攻击。